JP2012203552A - Input device, display device, and portable terminal - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device, a display device and a portable terminal which can reduce such sound occurrence that a user can hear, and also can give a user an adequate tactile impression.SOLUTION: An input device comprises: a touch panel 3 for receiving input by pressing force; a piezoelectric element (load detection unit) 4 for detecting a pressing load on the touch panel 3; a piezoelectric element (vibration unit) 4 for vibrating the touch panel 3; and a control unit 8 for, when the pressing load detected by the load detection unit 4 meets predetermined criteria, driving the vibration unit 4 by outputting driving signals. Taking the largest signal change rate among a plurality of signal change rates of the driving signals for a maximum signal change rate, the maximum signal change rate of the driving signals is larger than a maximum signal change rate of a sine wave and is equal to or less than three.

Description

本発明は、使用者に対して触感を伝達することができる入力装置、表示装置、および携帯端末に関する。   The present invention relates to an input device, a display device, and a mobile terminal that can transmit a tactile sensation to a user.

近年、タッチパネル等の入力部を使用者が操作した場合に、操作した使用者に対して、押圧感、なぞり感、肌触り感等の様々な触感を伝達する触覚伝達技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような触覚伝達技術を適用した入力装置では、入力部を振動させる振動部を備え、この振動部の振動に従って入力部が振動することにより、使用者に対して、触感を伝達することができる。   In recent years, when a user operates an input unit such as a touch panel, tactile transmission technology is known that transmits various tactile sensations such as a pressing feeling, a tracing feeling, and a feeling of touch to the operated user (for example, , See Patent Document 1). An input device to which such a tactile transmission technology is applied includes a vibration unit that vibrates the input unit, and the input unit vibrates according to the vibration of the vibration unit, so that a tactile sensation can be transmitted to the user. .

特開2003−122507号公報JP 2003-122507 A

上記の入力装置では、入力部を振動させるため、入力部は、表示部と空間を介して対向して配置されている。また、入力部は、一般に、その4隅が支持部によって支持されている。しかしながら、このような入力装置では、表示部と入力部との間の支持部によって支持されていない部分から埃あるいは水が浸入する可能性があった。これに対して、入力部の外周全体にわたって支持部を配置することにより、このような問題が生じる可能性を低減させることができる。しかしながら、このようにすると、振動部による振動が妨げられ、使用者に対して、十分な触感を伝達することができなくなる。   In the above input device, in order to vibrate the input unit, the input unit is disposed to face the display unit through a space. Further, the input unit is generally supported at its four corners by a support unit. However, in such an input device, there is a possibility that dust or water may enter from a portion not supported by the support portion between the display portion and the input portion. On the other hand, by arranging the support portion over the entire outer periphery of the input portion, the possibility of such a problem can be reduced. However, if it does in this way, the vibration by a vibration part will be prevented and sufficient tactile sensation cannot be transmitted to a user.

一方で、振動部に印加する電圧を大きくすることにより、振動部による振動を大きくすることで、上記の問題を解決することもできるが、あまりにも振動部による振動が大きくなりすぎると、入力部の振動に伴って、入力部から、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生する可能性があった。   On the other hand, by increasing the voltage applied to the vibration part, it is possible to solve the above problem by increasing the vibration by the vibration part, but if the vibration by the vibration part becomes too large, the input part With this vibration, there is a possibility that a sound that can be heard by the user from the input unit may be generated.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用者に聞こえてしまうほどの音の発生を低減しつつ、使用者に対して十分な触感を伝達することができる入力装置、表示装置、および携帯端末に関する。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to transmit sufficient tactile sensation to the user while reducing the generation of sound that can be heard by the user. The present invention relates to an input device, a display device, and a portable terminal.

本発明の入力装置における一態様は、押圧による入力を受け付ける入力部と、前記入力部に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、前記入力部を振動させる振動部と、前記荷重検出部により検出される押圧荷重が、所定の基準を満たした際に、駆動信号を出力して前記振動部を駆動させる制御部と、を備え、前記駆動信号が有する複数の信号変化率のうち最も大きい信号変化率を最大信号変化率とするとき、前記駆動信号の最大信号変化率は、正弦波の最大信号変化率よりも大きく、かつ3以下である。   One aspect of the input device according to the present invention is detected by an input unit that receives an input by pressing, a load detection unit that detects a pressing load on the input unit, a vibration unit that vibrates the input unit, and the load detection unit. And a control unit that drives the vibrating unit by outputting a drive signal when the pressing load satisfies a predetermined standard, and the largest signal change rate among the plurality of signal change rates of the drive signal Is the maximum signal change rate, the maximum signal change rate of the drive signal is larger than the maximum signal change rate of the sine wave and 3 or less.

本発明の入力装置、表示装置、および携帯端末は、使用者に聞こえてしまうほどの音の発生を低減しつつ、使用者に対して十分な触感を伝達することができる、という効果を奏する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The input device, display device, and portable terminal of the present invention have an effect that a sufficient tactile sensation can be transmitted to the user while reducing the generation of sound that can be heard by the user.

本実施形態に係る表示装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the display apparatus which concerns on this embodiment. 図1中に示した切断線I−Iに沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the cutting line II shown in FIG. 図1中に示した切断線II−IIに沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the cutting line II-II shown in FIG. 上記表示装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the said display apparatus. 駆動信号を駆動波形として表した図である。It is the figure which represented the drive signal as a drive waveform. 最大信号変化率をそれぞれ変更して設定した場合の、タッチパネルのたわみ量と、タッチパネルの振動に伴って、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生したか否かを測定した結果を表で示した図である。The table shows the measurement results of the amount of touch panel deflection when the maximum signal change rate is changed and whether or not there is enough sound to be heard by the user due to the vibration of the touch panel. It is a figure. 駆動信号の駆動波形が三角波である場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example in case the drive waveform of a drive signal is a triangular wave. 駆動信号の駆動波形が正弦波である場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example in case the drive waveform of a drive signal is a sine wave. 駆動信号の駆動波形がガウス関数の波形である場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example in case the drive waveform of a drive signal is a waveform of a Gaussian function. 本実施形態に係る入力装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the input device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る携帯端末の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the portable terminal which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る入力装置、表示装置、および携帯端末は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。   However, for convenience of explanation, the drawings to be referred to below show simplified main members necessary for explaining the present invention, among the constituent members of one embodiment of the present invention. Therefore, the input device, the display device, and the mobile terminal according to the present invention can include arbitrary constituent members that are not shown in the drawings referred to in this specification.

図1〜図4に示すように、本実施形態に係る表示装置X1は、液晶表示パネル2、タッチパネル3、圧電素子4、基体5、枠体6、支持部7、および制御部8を備えている。なお、タッチパネル3、圧電素子4、および制御部8が、本発明に係る入力装置の一実施形態となる。また、図1〜図3では、説明の便宜上、制御部8の図示を省略している。   As shown in FIGS. 1 to 4, the display device X <b> 1 according to the present embodiment includes a liquid crystal display panel 2, a touch panel 3, a piezoelectric element 4, a base body 5, a frame body 6, a support unit 7, and a control unit 8. Yes. The touch panel 3, the piezoelectric element 4, and the control unit 8 are an embodiment of the input device according to the present invention. 1 to 3, the control unit 8 is not shown for convenience of explanation.

液晶表示パネル(表示部)2は、表示のために液晶組成物を利用する表示パネルである。具体的には、液晶表示パネル2は、第1基板と、第1基板に対向して配置される第2基板と、第1基板と第2基板との間に介在した液晶層と、第1基板と第2基板との間に介在しかつ表示に寄与する表示部材層と、を備えている。なお、表示部材層としては、例えば、画素電極、配向膜、カラーフィルタ等が挙げられる。液晶表示パネル2の駆動方式としては、単純マトリクス駆動方式であってもよいし、アクティブマトリクス駆動方式であってもよい。また、液晶表示パネル2は、モノクロの表示パネルであってもよいし、カラーの表示パネルであってもよい。   The liquid crystal display panel (display unit) 2 is a display panel that uses a liquid crystal composition for display. Specifically, the liquid crystal display panel 2 includes a first substrate, a second substrate disposed to face the first substrate, a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate, A display member layer interposed between the substrate and the second substrate and contributing to display. Examples of the display member layer include a pixel electrode, an alignment film, and a color filter. The driving method of the liquid crystal display panel 2 may be a simple matrix driving method or an active matrix driving method. The liquid crystal display panel 2 may be a monochrome display panel or a color display panel.

なお、液晶表示パネル2の代わりに、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、電子ペーパ等の表示パネルであってもよい。   Instead of the liquid crystal display panel 2, a display panel such as a plasma display, an organic EL display, or electronic paper may be used.

タッチパネル(入力部)3は、使用者が指あるいはペン等で操作した箇所を入力位置として検出する入力デバイスである。図2および図3に示すように、タッチパネル3は、液晶表示パネル2と空間S1を介して対向して配置されている。タッチパネル3は、操作面3a、および操作面3aの反対側に位置する背面3bを有している。すなわち、タッチパネル3の操作面3aが、使用者により指あるいはペン等で操作される面となる。タッチパネル3の方式としては、例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、あるいは電磁誘導方式等が挙げられる。   The touch panel (input unit) 3 is an input device that detects a position operated by a user with a finger or a pen as an input position. As shown in FIGS. 2 and 3, the touch panel 3 is disposed to face the liquid crystal display panel 2 via the space S <b> 1. The touch panel 3 has an operation surface 3a and a back surface 3b located on the opposite side of the operation surface 3a. That is, the operation surface 3a of the touch panel 3 is a surface operated by the user with a finger or a pen. Examples of the method of the touch panel 3 include a capacitance method, a resistance film method, a surface acoustic wave method, an infrared method, an electromagnetic induction method, and the like.

圧電素子(振動部)4は、タッチパネル3への入力を受け付ける所定の基準を満たした際に、タッチパネル3を振動させる役割を担う部材である。本実施形態では、圧電素子4
は、タッチパネル3の短辺に沿って、タッチパネル3の背面3bに2つ設けられている。なお、圧電素子4の数および配置位置については、特に限定されない。また、本実施形態では、圧電素子4は、ユニモルフである。
The piezoelectric element (vibration unit) 4 is a member that plays a role of vibrating the touch panel 3 when a predetermined standard for receiving an input to the touch panel 3 is satisfied. In the present embodiment, the piezoelectric element 4
Are provided on the back surface 3 b of the touch panel 3 along the short side of the touch panel 3. The number and arrangement position of the piezoelectric elements 4 are not particularly limited. In the present embodiment, the piezoelectric element 4 is a unimorph.

また、圧電素子(荷重検出部)4は、タッチパネル3に対する押圧荷重を検出する役割を担う部材でもある。具体的には、使用者がタッチパネル3の操作面3aを押圧すると、タッチパネル3が下方向にたわむ。タッチパネル3の下方向のたわみに従って圧電素子4もたわむ。つまり、タッチパネル3への押圧荷重に応じて、圧電素子4のたわみ量が変化する。圧電素子4は、たわみ量に応じた電圧に変換する。このため、圧電素子4によりタッチパネル3に対する押圧荷重を検出することができる。なお、圧電素子4の代わりに、歪みセンサ等の荷重センサを採用してもよい。   The piezoelectric element (load detection unit) 4 is also a member that plays a role of detecting a pressing load on the touch panel 3. Specifically, when the user presses the operation surface 3a of the touch panel 3, the touch panel 3 bends downward. The piezoelectric element 4 also bends according to the downward deflection of the touch panel 3. That is, the amount of deflection of the piezoelectric element 4 changes according to the pressing load on the touch panel 3. The piezoelectric element 4 converts it into a voltage corresponding to the amount of deflection. For this reason, the pressing load on the touch panel 3 can be detected by the piezoelectric element 4. In place of the piezoelectric element 4, a load sensor such as a strain sensor may be employed.

基体5および枠体6は、液晶表示パネル2を収容する役割を担う部材である。基体5の上面5aには、液晶表示パネル2が設けられている。枠体6は、液晶表示パネル2およびタッチパネル3を取り囲むように基体5の上面5aに設けられている。基体5および枠体6の構成材料としては、例えば、ポリカーボネート等の樹脂、ステンレス、アルミニウム、マグネシウム合金等の金属が挙げられる。ここで、基体5と枠体6とは、一体的に形成されていてもよいし、別個独立に形成されていてもよい。   The base body 5 and the frame body 6 are members that serve to accommodate the liquid crystal display panel 2. A liquid crystal display panel 2 is provided on the upper surface 5 a of the base 5. The frame 6 is provided on the upper surface 5 a of the base 5 so as to surround the liquid crystal display panel 2 and the touch panel 3. Examples of the constituent material of the base body 5 and the frame body 6 include resins such as polycarbonate and metals such as stainless steel, aluminum, and magnesium alloys. Here, the base body 5 and the frame body 6 may be formed integrally, or may be formed separately and independently.

支持部7は、タッチパネル3を支持する役割を担う部材である。支持部7は、基体5の上面5aに設けられている。すなわち、支持部7は、タッチパネル3の背面3bにおける外周部と基体5の上面5aとの間に位置している。支持部7がタッチパネル3の背面3bにおける外周部に設けられているので、液晶表示パネル2とタッチパネル3との間の空間S1に、埃あるいは水が浸入する可能性を低減できる。このように、表示装置X1では、防塵および防水構造を採用している。ここで、支持部7は、タッチパネル3の振動を抑制しないように、弾性を有している。支持部7の構成材料としては、例えば、ポロン、シリコーンゴム、ウレタンゴム、発泡ウレタン、その他のゴム類、プラスチック、あるいはステンレス等が挙げられる。   The support portion 7 is a member that plays a role of supporting the touch panel 3. The support portion 7 is provided on the upper surface 5 a of the base body 5. That is, the support portion 7 is located between the outer peripheral portion of the back surface 3 b of the touch panel 3 and the upper surface 5 a of the base 5. Since the support part 7 is provided in the outer peripheral part in the back surface 3b of the touch panel 3, possibility that dust or water will permeate into the space S1 between the liquid crystal display panel 2 and the touch panel 3 can be reduced. Thus, the display device X1 adopts a dustproof and waterproof structure. Here, the support part 7 has elasticity so as not to suppress the vibration of the touch panel 3. Examples of the constituent material of the support portion 7 include, for example, poron, silicone rubber, urethane rubber, urethane foam, other rubbers, plastic, and stainless steel.

制御部8は、圧電素子4により検出される押圧荷重が、所定の基準を満たした際に、駆動信号を出力して圧電素子4を駆動させる役割を担う部材である。すなわち、制御部8は、所定の基準を満たすか否かを判断するため、当該所定の基準を示す閾値情報を、制御部8内の図示しないメモリに予め記録している。   The control unit 8 is a member that plays a role of driving the piezoelectric element 4 by outputting a drive signal when the pressing load detected by the piezoelectric element 4 satisfies a predetermined reference. That is, the control unit 8 records threshold information indicating the predetermined standard in a memory (not shown) in the control unit 8 in advance in order to determine whether or not the predetermined standard is satisfied.

図5は、駆動信号を駆動波形として表した図である。なお、図5では、電圧を縦軸で示し、時間を横軸で示している。本実施形態では、駆動信号が有する複数の信号変化率のうち最も大きい信号変化率を最大信号変化率と定義する。また、信号変化率Aは、下記の数1によって表される。すなわち、図5に示すように、下記の数1において、t1は、ある任意の時刻を示し、V1は、t1における電圧値を示している。また、t2は、t1よりも大きいある任意の時刻を示し、V2は、t2における電圧値を示している。また、V0は、電圧の最大値を示している。つまり、信号変化率Aは、電圧値の時間傾きを、電圧の最大値V0で割ることより、正規化して表した値である。   FIG. 5 is a diagram showing drive signals as drive waveforms. In FIG. 5, the voltage is shown on the vertical axis and the time is shown on the horizontal axis. In the present embodiment, the largest signal change rate among the plurality of signal change rates of the drive signal is defined as the maximum signal change rate. Further, the signal change rate A is expressed by the following formula 1. That is, as shown in FIG. 5, in the following formula 1, t1 represents a certain arbitrary time, and V1 represents a voltage value at t1. T2 represents an arbitrary time larger than t1, and V2 represents a voltage value at t2. V0 indicates the maximum value of the voltage. That is, the signal change rate A is a value expressed by normalization by dividing the time gradient of the voltage value by the maximum value V0 of the voltage.

Figure 2012203552
Figure 2012203552

本実施形態では、0secから周期の終わる時刻(例えば、駆動信号の周波数が400Hzであれば、2.5msec)までの期間において、0.025msec毎にサンプリングして信号変化率を算出した。算出した信号変化率のうち、最も大きい信号変化率を最大信号変化率とした。   In the present embodiment, the signal change rate is calculated by sampling every 0.025 msec in a period from 0 sec to the time when the cycle ends (for example, 2.5 msec if the frequency of the drive signal is 400 Hz). Among the calculated signal change rates, the largest signal change rate was defined as the maximum signal change rate.

図6は、最大信号変化率をそれぞれ変更して設定した場合の、タッチパネル3のたわみ量と、タッチパネル3の振動に伴って、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生したか否かを測定した結果を表で示した図である。なお、図6に示す「音の発生」において、○印は、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生していないことを表している。また、×印は、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生したことを表している。また、図6の上段は、駆動信号の周波数が300Hzの場合を示しており、図6の下段は、駆動信号の周波数が400Hzの場合を示している。   FIG. 6 shows the amount of deflection of the touch panel 3 when the maximum signal change rate is changed and set, and whether or not a sound that can be heard by the user is generated with the vibration of the touch panel 3. It is the figure which showed the result of having carried out with the table | surface. Note that in the “generation of sound” shown in FIG. 6, a circle indicates that no sound that can be heard by the user is generated. Moreover, the x mark represents that a sound that can be heard by the user is generated. 6 shows the case where the frequency of the drive signal is 300 Hz, and the lower part of FIG. 6 shows the case where the frequency of the drive signal is 400 Hz.

上記の測定に当たり、本実施形態では、タッチパネル3の代替として、縦105.7mm、横45.8mm、厚み1.48mmのアクリルパネルを使用した。また、支持部7として、厚み1mmのポロンを使用した。支持部7は、アクリルパネルの外周全体にわたって配置した。また、基体5および枠体6の代替として、縦120mm、横60mm、厚み5mmのSUS板を使用した。すなわち、SUS板の上に支持部7を介してアクリルパネルを配置した。また、圧電素子4は、アクリルパネルの一方の長辺に沿って、アクリルパネルの背面に2つ、アクリルパネルの他方の長辺に沿って、アクリルパネルの背面に2つ、合計4つ配置した。この状態で、圧電素子4に最大信号変化率が異なる各種の駆動信号を入力し、アクリルパネルを振動させることによって、レーザ・ドップラー速度計を用いて、アクリルパネルの中央部のたわみ量を計測した。なお、以下では、アクリルパネルのたわみ量を、タッチパネル3のたわみ量として示す。   In the above measurement, an acrylic panel having a length of 105.7 mm, a width of 45.8 mm, and a thickness of 1.48 mm was used as an alternative to the touch panel 3 in the present embodiment. Further, as the support portion 7, 1 mm thick poron was used. The support part 7 was arrange | positioned over the outer periphery of the acrylic panel. As an alternative to the substrate 5 and the frame 6, a SUS plate having a length of 120 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 5 mm was used. That is, an acrylic panel was disposed on the SUS plate via the support portion 7. In addition, two piezoelectric elements 4 are arranged along one long side of the acrylic panel, two on the back side of the acrylic panel, and two along the other long side of the acrylic panel, two on the back side of the acrylic panel. . In this state, various drive signals having different maximum signal change rates were input to the piezoelectric element 4, and the acrylic panel was vibrated, and the amount of deflection at the center of the acrylic panel was measured using a laser Doppler velocimeter. . In the following, the deflection amount of the acrylic panel is shown as the deflection amount of the touch panel 3.

図6の上段に示すように、駆動信号の周波数が300Hzの場合において、駆動信号の駆動波形が図7で示される三角波である場合、使用者に聞こえてしまうほどの音は発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は63.0μmであった。なお、この場合の最大信号変化率は0.6である。また、駆動信号の駆動波形が図8で示される正弦波である場合、使用者に聞こえてしまうほどの音は発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は72.1μmであった。なお、この場合の最大信号変化率は0.94である。
ここで、正弦波は、下記の数2によって表される駆動波形である。すなわち、図8に示すように、下記の数2において、Tは周期を示している。
As shown in the upper part of FIG. 6, when the frequency of the drive signal is 300 Hz and the drive waveform of the drive signal is the triangular wave shown in FIG. 7, no sound that can be heard by the user is generated, and The amount of deflection of the touch panel 3 was 63.0 μm. In this case, the maximum signal change rate is 0.6. Further, when the drive waveform of the drive signal is the sine wave shown in FIG. 8, a sound that can be heard by the user is not generated, and the deflection amount of the touch panel 3 is 72.1 μm. In this case, the maximum signal change rate is 0.94.
Here, the sine wave is a drive waveform represented by the following formula 2. That is, as shown in FIG. 8, in the following formula 2, T indicates a period.

Figure 2012203552
Figure 2012203552

また、駆動信号の駆動波形が図9で示される次数3のガウス関数の波形である場合、使用者に聞こえてしまうほどの音は発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は72.5μmであった。なお、この場合の最大信号変化率は1.09である。また、駆動信号の駆動波形が図9で示される次数4のガウス関数の波形である場合、使用者に聞こえてしまうほどの音は発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は77.5μmであった。なお、この場合の最大信号変化率は1.46である。このようにして、ガウス関数の次数を5〜10、2、と変化させていき、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生したか否か、タッチパネル3のたわみ量をそれぞれ計測した。   In addition, when the drive waveform of the drive signal is a waveform of a degree 3 Gaussian function shown in FIG. 9, a sound that can be heard by the user is not generated, and the deflection amount of the touch panel 3 is 72.5 μm. there were. In this case, the maximum signal change rate is 1.09. Further, when the drive waveform of the drive signal is a waveform of a degree 4 Gaussian function shown in FIG. 9, a sound that can be heard by the user is not generated, and the deflection amount of the touch panel 3 is 77.5 μm. there were. In this case, the maximum signal change rate is 1.46. In this way, the order of the Gaussian function was changed from 5 to 10, and the amount of deflection of the touch panel 3 was measured to determine whether or not a sound that could be heard by the user was generated.

ここで、ガウス関数の波形は、下記の数3によって表される駆動波形である。すなわち、図9に示すように、下記の数3において、mは次数を示している。また、Tは周期を示している。   Here, the waveform of the Gaussian function is a drive waveform represented by the following Equation 3. That is, as shown in FIG. 9, in the following formula 3, m represents the order. T indicates a cycle.

Figure 2012203552
Figure 2012203552

この結果、駆動信号の駆動波形が図9で示される次数2のガウス関数の波形である場合、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生した。また、駆動信号の駆動波形が次数9および10のガウス関数の波形である場合、タッチパネル3のたわみ量は、駆動信号の駆動波形が正弦波の場合よりも、小さくなった。すなわち、駆動信号の駆動波形が次数3〜8のガウス関数の波形である場合に、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は十分に大きくなる。言い換えるならば、最大信号変化率が、正弦波の最大信号変化率よりも大きく、かつ3以下である場合に、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は十分に大きくなる。   As a result, when the drive waveform of the drive signal is a Gaussian function waveform of order 2 shown in FIG. 9, a sound that can be heard by the user was generated. Further, when the driving waveform of the driving signal is a Gaussian function waveform of orders 9 and 10, the amount of deflection of the touch panel 3 is smaller than when the driving waveform of the driving signal is a sine wave. That is, when the drive waveform of the drive signal is a Gaussian function waveform of order 3 to 8, no sound that can be heard by the user is generated, and the amount of deflection of the touch panel 3 is sufficiently large. In other words, when the maximum signal change rate is larger than the maximum signal change rate of the sine wave and equal to or less than 3, no sound that can be heard by the user is generated, and the amount of deflection of the touch panel 3 Will be big enough.

上記と同様に、駆動信号の周波数が400Hzの場合に、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生したか否か、タッチパネル3のたわみ量をそれぞれ計測した。図6の下段に示
すように、駆動信号の駆動波形が図9で示される次数2のガウス関数の波形である場合、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生した。また、駆動信号の駆動波形が次数7〜10のガウス関数の波形である場合、タッチパネル3のたわみ量は、駆動信号の駆動波形が正弦波の場合よりも、小さくなった。すなわち、駆動信号の駆動波形が次数3〜6のガウス関数の波形である場合に、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は十分に大きくなる。言い換えるならば、最大信号変化率が、正弦波の最大信号変化率よりも大きく、かつ3以下である場合に、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は十分に大きくなる。
Similarly to the above, when the frequency of the drive signal was 400 Hz, whether or not a sound that could be heard by the user was generated, and the amount of deflection of the touch panel 3 were measured. As shown in the lower part of FIG. 6, when the drive waveform of the drive signal is a waveform of a Gaussian function of degree 2 shown in FIG. 9, a sound that can be heard by the user was generated. When the drive waveform of the drive signal is a Gaussian function waveform of order 7 to 10, the amount of deflection of the touch panel 3 is smaller than when the drive waveform of the drive signal is a sine wave. That is, when the drive waveform of the drive signal is a Gaussian function waveform of order 3-6, no sound that can be heard by the user is generated, and the amount of deflection of the touch panel 3 is sufficiently large. In other words, when the maximum signal change rate is larger than the maximum signal change rate of the sine wave and equal to or less than 3, no sound that can be heard by the user is generated, and the amount of deflection of the touch panel 3 Will be big enough.

このように、駆動信号の周波数が300Hz以上の場合において、最大信号変化率が、正弦波の最大信号変化率よりも大きく、かつ3以下である場合に、使用者に聞こえてしまうほどの音が発生せず、かつ、タッチパネル3のたわみ量は十分に大きくなる。すなわち、制御部8は、正弦波の最大信号変化率よりも大きく、かつ3以下の最大信号変化率を有する駆動信号を圧電素子4に出力する。圧電素子4は、制御部8から出力された駆動信号に従って振動する。   As described above, when the frequency of the drive signal is 300 Hz or more, when the maximum signal change rate is larger than the maximum signal change rate of the sine wave and 3 or less, there is a sound that can be heard by the user. It does not occur and the amount of deflection of the touch panel 3 becomes sufficiently large. That is, the control unit 8 outputs a drive signal having a maximum signal change rate of 3 or less to the piezoelectric element 4 that is greater than the maximum signal change rate of the sine wave. The piezoelectric element 4 vibrates according to the drive signal output from the control unit 8.

次に、本実施形態に係る入力装置の動作例について、図10を参照しながら説明する。   Next, an operation example of the input device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図10に示すように、使用者がタッチパネル3の操作面3aを押圧した場合に、圧電素子4は、タッチパネル3への押圧荷重を検出する(Op1)。そして、制御部8は、使用者による押圧操作が、液晶表示パネル2に表示された入力オブジェクトに対する押圧操作である場合に、Op1にて検出された押圧荷重が所定の基準を満たしているか否かを判定する(Op2)。なお、制御部8は、例えば、タッチパネル3に対して電圧を印加するためのFPC(Flexible Printed Circuit)上に、タッチパネル3を制御する位置検出ドライバとともに設けられている。   As shown in FIG. 10, when the user presses the operation surface 3a of the touch panel 3, the piezoelectric element 4 detects a pressing load on the touch panel 3 (Op1). Then, when the pressing operation by the user is a pressing operation on the input object displayed on the liquid crystal display panel 2, the control unit 8 determines whether or not the pressing load detected at Op1 satisfies a predetermined criterion. Is determined (Op2). The control unit 8 is provided, for example, on an FPC (Flexible Printed Circuit) for applying a voltage to the touch panel 3 together with a position detection driver that controls the touch panel 3.

そして、制御部8は、Op1にて検出された押圧荷重が所定の基準を満たしていると判定すれば(Op2にてYES)、圧電素子4に対して駆動信号を出力する(Op3)。なお、この駆動信号は、上述したように、正弦波の最大信号変化率よりも大きく、かつ3以下の最大信号変化率を有する信号である。そして、Op3にて出力された駆動信号に従って圧電素子4が振動する(Op4)。そして、Op4にて振動された圧電素子4によりタッチパネル3が振動する(Op5)。これにより、タッチパネル3の操作面3aを押圧した使用者に対して、十分な押圧感が伝達される。一方、制御部8は、Op1にて検出された押圧荷重が所定の基準を満たしていないと判定すれば(Op2にてNO)、図10の処理を終了する。   If the control unit 8 determines that the pressing load detected at Op1 satisfies a predetermined standard (YES at Op2), the control unit 8 outputs a drive signal to the piezoelectric element 4 (Op3). Note that, as described above, this drive signal is a signal having a maximum signal change rate that is larger than the maximum signal change rate of the sine wave and 3 or less. Then, the piezoelectric element 4 vibrates in accordance with the drive signal output at Op3 (Op4). Then, the touch panel 3 vibrates by the piezoelectric element 4 vibrated at Op4 (Op5). Thereby, sufficient pressing feeling is transmitted to the user who pressed the operation surface 3a of the touch panel 3. On the other hand, if it determines with the press load detected in Op1 not satisfy | filling the predetermined reference | standard (NO in Op2), the control part 8 will complete | finish the process of FIG.

以上より、本実施形態に係る入力装置、および表示装置X1は、使用者に聞こえてしまうほどの音の発生を低減しつつ、使用者に対して十分な触感を伝達することができる。   As described above, the input device and the display device X1 according to the present embodiment can transmit sufficient tactile sensation to the user while reducing the generation of sound that can be heard by the user.

次に、上記の表示装置X1を備えた携帯端末Y1について、図11を参照しながら説明する。   Next, the portable terminal Y1 provided with the display device X1 will be described with reference to FIG.

図11に示すように、携帯端末Y1は、表示装置X1と、筐体10と、操作キー11とを備えている。筐体10は、表示装置X1を収容する役割を担う部材である。操作キー11は、使用者により入力操作されるキーである。なお、操作キー11は、表示画面に表示された操作キーであってもよいし、物理的に存在する操作キーであってもよい。携帯端末Y1は、例えば、携帯電話、スマートフォン、PDA等である。携帯端末Y1は、表示装置X1を筐体10に備えているので、使用者に聞こえてしまうほどの音の発生を低減しつつ、使用者に対して十分な触感を伝達することができる。   As shown in FIG. 11, the portable terminal Y <b> 1 includes a display device X <b> 1, a housing 10, and operation keys 11. The housing 10 is a member that plays a role of housing the display device X1. The operation key 11 is a key input by the user. The operation key 11 may be an operation key displayed on the display screen, or may be an operation key that physically exists. The mobile terminal Y1 is, for example, a mobile phone, a smartphone, or a PDA. Since the portable terminal Y1 includes the display device X1 in the housing 10, it is possible to transmit sufficient tactile sensation to the user while reducing generation of sound that can be heard by the user.

なお、表示装置X1は、上記の携帯端末Y1の代わりに、産業用途で使用されるプログラマブル表示器、電子手帳、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム用の端末装置、テレビ、デジタルカメラ等の種々の装置に備えられていてもよい。   The display device X1 is various devices such as a programmable display, an electronic notebook, a personal computer, a copying machine, a game terminal device, a television, a digital camera, etc. used for industrial purposes instead of the portable terminal Y1. May be provided.

X1 表示装置
Y1 携帯端末
2 液晶表示パネル(表示部)
3 タッチパネル(入力部)
4 圧電素子(振動部、荷重検出部)
8 制御部
10 筐体
X1 display device Y1 portable terminal 2 liquid crystal display panel (display unit)
3 Touch panel (input unit)
4 Piezoelectric elements (vibration part, load detection part)
8 Control unit 10 Case

Claims (5)

押圧による入力を受け付ける入力部と、
前記入力部に対する押圧荷重を検出する荷重検出部と、
前記入力部を振動させる振動部と、
前記荷重検出部により検出される押圧荷重が、所定の基準を満たした際に、駆動信号を出力して前記振動部を駆動させる制御部と、を備え、
前記駆動信号が有する複数の信号変化率のうち最も大きい信号変化率を最大信号変化率とするとき、
前記駆動信号の最大信号変化率は、正弦波の最大信号変化率よりも大きく、かつ3以下であることを特徴とする入力装置。
An input unit for receiving an input by pressing;
A load detection unit for detecting a pressing load on the input unit;
A vibrating section for vibrating the input section;
A control unit that outputs a drive signal to drive the vibration unit when the pressing load detected by the load detection unit satisfies a predetermined standard; and
When the largest signal change rate among the plurality of signal change rates of the drive signal is the maximum signal change rate,
The maximum signal change rate of the drive signal is larger than the maximum signal change rate of the sine wave and is 3 or less.
前記駆動信号の周波数は、300Hz以上である、請求項1に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein a frequency of the drive signal is 300 Hz or more. 前記駆動信号は、ガウス関数の駆動波形として表される、請求項1または2に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the drive signal is expressed as a drive waveform of a Gaussian function. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の入力装置と、
前記入力装置に対向して配置される表示部と、を備えた表示装置。
The input device according to any one of claims 1 to 3,
A display unit disposed opposite to the input device.
請求項4に記載の表示装置を筐体に備えた携帯端末。   The portable terminal which equipped the housing | casing with the display apparatus of Claim 4.
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